Początki miasta sięgają XIII wieku. Uprawa ziemi, ze względu na liczne powodzie była tu prawie niemożliwa, w związku z tym mieszkańcy zaczęli zajmować się rybołówstwem i żeglugą – zatoka szybko przekształcała się w port handlowy. W 1342 roku hrabia Wilhelm IV nadał miastu „Wielki Przywilej”, dzięki któremu umocniła się pozycja Amsterdamu – w XV wieku stał się najważniejszym miastem handlowym Holandii. Miasto rozrastało się – w 1300 roku Amsterdam liczył około 1000 mieszkańców, a w 1400 już 3000, pod koniec XV wieku powstały kanały – Singel, Kloveniersburgwal i Geldersekade. W czasie wojny osiemdziesięcioletniej Amsterdam stanął początkowo po stronie władcy Hiszpanii – Filipa II, aby w końcu poprzeć księcia Wilhelma Orańskiego. Kiedy Hiszpanie przejęli Antwerpię w 1585 roku, Amsterdam wykorzystał okazję, aby stać się jeszcze ważniejszym miastem na handlowej mapie Europy – wielu uciekinierów z Antwerpii schroniło się w Amsterdamie i tu odbudowywało swoje interesy. Równie dobry wpływ na zamożność miasta mieli bogaci Żydzi, którzy przybywali tu z Portugalii i Hiszpanii, gdzie byli prześladowani. Pod koniec XVI wieku z Amsterdamu wypływały pierwsze statki do Indii, rejsy te okazały się ogromnym sukcesem finansowym, co jeszcze wzmocniło znaczenie miasta. Wiek XVII to w historii Amsterdamu, i całej Holandii, złoty wiek. W 1602 roku Amsterdam stał się największym udziałowcem w Holenderskiej Kompanii Wschodnioindyjskiej. Miasto stało się w ten sposób także centrum finansowym.

 Ratusz według projektu Jacoba van Campena. Obecnie pałac królewski.

W 1648 roku wojna z Hiszpanią zakończyła się pokojem w Munsterze (część pokoju westfalskiego) i powstała niepodległa republika pod panowaniem Wilhelma I Orańskiego. Amsterdam pozostawał poza centrum życia politycznego, jednak miał duży wpływ na rządy dzięki swojemu bogactwu. W latach 1613–1662 wykopano system kanałów według koncentrycznego układu Grachtengordel, w wyniku czego powierzchnia miasta powiększyła się czterokrotnie. W nowych dzielnicach powstały nowe kościoły protestanckie – Zuiderkerk, Noorderkerk i Westerkerk. W XVII wieku liczba mieszkańców miasta wzrosła do 210 000. Nie obyło się bez gorszych momentów – w 1664 roku ofiarą epidemii dżumy padło około 10% populacji miasta. W tym czasie w Amsterdamie mieszkali i tworzyli pisarze, poeci i najsłynniejsza postać miasta – malarz Rembrandt. Od 1650 do 1850 roku powierzchnia miasta powiększyła się bardzo nieznacznie, jednak ludności przybywało. W wyniku wojen z Francją i Anglią miasto znacznie ucierpiało, zwłaszcza w czasie rewolucji francuskiej. Po odzyskaniu przez Niderlandy niepodległości Amsterdam zaczął ożywać. Po powstaniu belgijskim miasto miało monopol na handel z koloniami, a pozycja portu została jeszcze umocniona, dzięki wybudowaniu Kanału Północnoholenderskiego i Kanału Morza Północnego. Pod koniec XIX wieku Amsterdam przeżywał swój drugi złoty wiek. Choć w czasie I wojny światowej Holandia była neutralna, to jednak Amsterdam, jak i reszta kraju, poważnie ucierpiał wskutek wojny – głównie z powodu braku żywności. W czasie II wojny światowej miasto było okupowane przez Niemców, wywieziono ponad 100 000 Żydów. Rewolucja kulturalna w latach 60. i 70. przyniosła Amsterdamowi miano magicznego miasta – tolerancja dla używania miękkich narkotyków sprawiła, że miasto stało się popularnym miejscem hippisowskim. W latach 80. znacznie wzrosła liczba imigrantów, szczególnie z Surinamu, Turcji i Maroka.